Des indices pour reconstituer les climats anciens - Partie 1

Des témoignages des hommes préhistoriques

 

Un exemple connu des témoignages des hommes préhistoriques est celui de la grotte Cosquer. Cette grotte se situe en France, dans les calanques de Marseille. Elle a été découverte en 1985 par Henri Cosquer, cela s’est fait tardivement car il faut passer par la mer pour y accéder. Cosquer a découvert son entrée qui se trouve à 35 mètres sous le niveau de la mer. Pour accéder à l’espace des grottes (il y a deux salles), il faut plonger à 36 mètres de profondeur puis parcourir un couloir qui fait 175 mètres de long sous l’eau.

Dans ces grottes, Cosquer a trouvé des peintures qui datent du Paléolithique. Il y a deux salles : une dont les peintures datent d’il y a 27 000 ans et l’autre d’il y a 19 000 ans. S’il y a des peintures, cela veut dire que les grottes étaient accessibles à l’époque où ces peintures ont été réalisées et que le niveau de la mer il y a 27 000 et 19 000 ans était plus bas que le niveau actuel.

Comment l’expliquer ? L’eau des océans et de la Méditerranée vient en partie de la fonte des glaces, par exemple, des glaces polaires. Lorsque le climat est frais, le niveau de la mer est plutôt bas. En revanche, lorsque le climat mondial se réchauffe et que les glaces fondent, le niveau de la mer monte. Cela signifie que le niveau de la mer est plus haut maintenant et donc que le climat doit être plus chaud maintenant qu’il l’était à l’époque.

Parmi les peintures les plus anciennes, on trouve beaucoup de mains (qu’on appelle des mains négatives) mais aussi beaucoup d’animaux dans celles qui datent d’il y a 19 000 ans. Parmi ces animaux, il y en a des terrestres comme des chevaux, des bisons, mais aussi des marins, comme des phoques et des pingouins. Ce qui signifie que si les hommes préhistoriques ont représenté des pingouins dans la grotte de Cosquer, c’est que le climat était plus frais et qu’il y avait des pingouins dans leur environnement.

On peut conclure que dans la région de Marseille à l’époque où les peintures ont été faites, le climat était plus froid. Il y a 20 000 ans, cela correspond à la dernière glaciation subie par la planète : c’était le climat le plus froid. Depuis les températures ont augmenté et le climat s’est réchauffé. Cela se traduit par une mer plus basse à l’époque (100 mètres de moins) avec un rivage qui était à 1 à 2 kilomètres plus loin que ce qu’on peut observer aujourd’hui vers Marseille.

Des indices pour reconstituer les climats anciens - Partie 2

Des « informations » enfouies en profondeurs

 

Au fur et à mesure que les millénaires passent, des informations (restes, débris, fossiles et toutes sortes d’informations utiles aux scientifiques et géologues) peuvent être enfouies les unes au-dessus des autres. Plus on creuse en profondeur, plus on va accéder à des indices qui viennent de loin dans le passé.

 

Première méthode

La glaciologie est l’étude des glaces où qu’elles soient sur Terre mais en particulier aux pôles. Les scientifiques ont mis au point des techniques de carottage (on enfonce des tubes en profondeur et on essaie de récupérer des carottes de glace). Plus on va profond, plus on récupère des glaces anciennes. Grâce à cette technique, on arrive à trouver des glaces qui peuvent avoir plusieurs centaines de milliers d’années.

Exemple

En Antarctique, au niveau de Vostok, un carottage a été initié par les Russes dans les années 1970. À la fin du XXe siècle, ils ont trouvé un lac (le lac de Vostok) qui correspond à de l’eau douce et qui fait plusieurs centaines de kilomètres carrés. En creusant, ils ont récupéré des glaces qui permettent de reconstituer des informations climatiques d’il y a plus de 400 000 ans.

On étudie la composition des glaces et on va trouver des petites bulles d’air qui ont été piégées et qui sont comme des échantillons de l’atmosphère de l’époque. De cette façon, les glaciologues arrivent à retrouver la température de l’air de l’époque, la composition de l’atmosphère et ils arrivent aussi à connaître le niveau de la mer, puisque celui-ci est d’autant plus haut lorsque le climat est chaud et d’autant plus bas quand le climat est froid.

 

Deuxième méthode

La sédimentologie est l’étude des roches sédimentaires et des sédiments. Les sédiments sont des débris qui s’accumulent au fond de l’eau des océans. Plus on va creuser en profondeur dans le fond des océans, plus on va récupérer des sédiments anciens.

Des bateaux qui disposent de tubes associés à des pistons peuvent creuser assez profondément (des centaines voire des milliers de mètres) pour récupérer des sédiments très anciens. Des indices qu’on peut trouver dans ces sédiments sont des restes de coquilles d’animaux microscopiques qu’on appelle des foraminifères. Ces foraminifères ont une coquille de type calcaire dont la composition chimique varie en fonction de ce qu’ils vont trouver dans leur environnement pour la construire. Elle va varier aussi en fonction du climat. Les foraminifères sont donc des témoins du climat de l’époque à laquelle ils ont vécu.

 

Les scientifiques, glaciologues et sédimentologues, peuvent récupérer des témoins qui peuvent êtres des restes de l’atmosphère ou des êtres vivants, qui leur permettent de reconstituer les climats qui ont régné sur Terre il y a plusieurs centaines de milliers d’années.

Des changements climatiques dans le passé

Actuellement, pour étudier le climat et ses changements, les scientifiques disposent de relevés de températures. En effet, on dispose de mesures de températures précises depuis le XXe siècle qui montrent que celle-ci augmente rapidement aujourd’hui. Ces températures ont été prélevées moins précisément dans les siècles précédents. Ces relevés sont très récents à l’échelle de l’âge de notre planète.

 

I. Méthodes de reconstitution du climat

 

Il existe différentes méthodes pour reconstituer le climat du passé :

– Traces : les géologues peuvent en trouver dans les paysages. Par exemple, l’érosion laissée par un glacier donne à la montagne une forme particulière. La forme d’une vallée plutôt arrondie (« en U ») est caractéristique de la présence d’un glacier dans le passé qui, en se déplaçant lentement, a érodé et donné cette forme arrondie.

– Fossiles : il y a la possibilité de trouver des restes plus ou moins conservés d’êtres vivants. Par exemple, on peut avoir un fossile de Lepidodendron, une fougère géante qui a vécu il y a très longtemps et qui témoigne d’un climat plutôt chaud.

– La glaciologie (l’étude des glaces notamment aux pôles) et la sédimentologie (l’étude de sédiments au fond des océans) permettent de reconstituer le climat de la Terre.

– Témoignages humains : soit des légendes récentes, des histoires, des témoignages écrits ou encore des témoignages par des peintures rupestres faites par les hommes préhistoriques dans les grottes.

Avec tous ces indices partiels, les climatologues ont réussi à reconstituer de façon assez précise le climat de notre planète au cours des centaines de milliers d’années passées.

 

II. Variations des températures au cours du temps

 

On peut observer sur ce graphique, qu’il y a 420 millions d’années il y avait environ 2 degrés de plus qu’aujourd’hui. Il y a des périodes où la température était bien plus froide qu’elle ne l’est actuellement. Par exemple, il y a 150 millions d’années, elle était de 8 ou 9 degrés en dessous de la température actuelle.

On peut aussi repérer la dernière glaciation il y a 20 000 ans. La température de la planète était très basse. Cela signifie que le climat se réchauffe depuis 20 000 ans sur Terre. Néanmoins, ne perdons pas de vue que cette remontée de température est globalement lente depuis 20 000 ans et qu’elle s’est beaucoup accélérée dans les 100 à 150 dernières années à cause des activités humaines.

L'étude des climats très anciens

La Terre a 4,5 milliards d’années, on peut donc s’intéresser à ses climats d’il y a très longtemps : plusieurs centaines de millions d’années. Lorsqu’on remonte loin dans le passé, les seuls témoins qui vont aider les géologues à reconstituer le climat sont les roches. Elles vont renseigner les géologues en fonction de leur nature, leur composition et organisation, etc. Une roche trouvée à un endroit donné traduit le climat qui régnait au moment où elle s’est formée.

 

I. Climat du Crétacé (il y a 65 à 135 millions d’années)

 

Au Crétacé, il y a eu formation de roches comme celles qui se trouvent à Étretat (falaises calcaires). Il y a une accumulation de plusieurs dizaines de mètres de haut de roches calcaires : elles sont blanches et très claires. Si on les regarde au microscope, elles contiennent beaucoup de micro-coquilles et fossiles qui sont des restes d’êtres vivants, notamment de foraminifères.

Ces êtres vivants ont vécu il y a environ 100 millions d’années et l’accumulation de sédiments issus de leurs coquilles ont donné naissance à ces falaises. On sait que ces êtres vivants vivaient dans des eaux chaudes. On sait donc que la formation de ces falaises correspond à une époque où la température de l’eau était chaude. En France et en particulier dans la région qui est actuellement la Normandie, la température des eaux était comprise entre 25 à 30°C. Le niveau de la mer était haut et, globalement, le Crétacé correspond à une période de climat chaud pour l’ensemble de la planète.

 

II. Climat du Permo-Carbonifère (il y a 280 à 320 millions d’années)

 

Au Permo-Carbonifère des roches témoins (par exemple, des tillites) montrent que le climat était plutôt froid. Même s’il était très froid aux pôles, cela descendait aussi à des plus faibles latitudes. Il était tempéré dans des régions tropicales, mais restait plus froid que le climat actuel.

 

III. Effet de serre

 

L’ensemble de ce climat varie : il y a des périodes plutôt chaudes et d’autres plutôt froides. Ceci est lié à l’effet de serre et donc à la teneur de l’atmosphère en gaz à effet de serre, notamment en CO2.

Aux époques où l’atmosphère contient beaucoup de CO2, l’effet de serre est fort et il peut être lié aux émissions volcaniques intenses (ce qui s’est passé au Crétacé). Lorsqu’il y a beaucoup de CO2, la température de la Terre est plutôt élevée. À des périodes comme le Permo-Carbonifère, on sait que la teneur en CO2 était plus faible donc l’effet de serre était moins important et il faisait plus froid.

 

Résumé

 

Si on compare ces deux époques à l’époque actuelle et si on se place en France (où les latitudes varient entre 40 et 50 degrés) on constate que le climat actuel est tempéré, plutôt chaud ou plutôt froid selon la région de France. En revanche, au moment du Permo-Carbonifère ce climat aurait été plus froid et, au Crétacé aux latitudes françaises on était dans un climat tropical et beaucoup plus chaud que le climat actuel.